JPS6099313A - 液体の膜分離方法 - Google Patents

液体の膜分離方法

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JPS6099313A
JPS6099313A JP20578483A JP20578483A JPS6099313A JP S6099313 A JPS6099313 A JP S6099313A JP 20578483 A JP20578483 A JP 20578483A JP 20578483 A JP20578483 A JP 20578483A JP S6099313 A JPS6099313 A JP S6099313A
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Kikuo Nomura
野村 紀久夫
Shinichi Okawa
大川 晋一
Kazuhiro Okabe
和弘 岡部
Susumu Kashiwagi
享 柏木
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は相溶性のある液体混合物の膜による分離におい
て、液・膜界面に高周波を印加する方法に関するもので
ある。
(従来技術とその問題点) 一般に相溶性のある液体混合物の各々の成分を分離する
には困難が伴なう。従来最も一般的に行なわれている工
業的分離方法は蒸留である。しかし蒸留法は成分間の沸
点差が大きく共沸混合物を形成せず、且つ熱に対して安
定な系でないと適用できない。
又適用できる場合でも、蒸留には大1昔の熱エネルギが
必要であり、よりエネルギ消費の少ない分’、$9法で
ある。このような観点から、従来より液体8熊答物の膜
分離は種々試みられてきた。
これらのうち、比較的普遍的な方法は、逆浸透法および
浸透気化法で多る。逆浸透法は海水の淡水化等に実用化
されてい゛る方法で、溶質である塩(イオン〕は不透過
性で理想的には溶媒のみを透過する半透膜を用い、溶液
/透過液間に生ずる浸送圧以上の圧力を溶液側に加えて
、溶媒を透過させ、分離する方法である。
この原理1j、液体混合物についても適用できるはずで
、液体混合物の分離に逆浸透を適用した試みも多い。し
かし相溶性のある液体混合物では分子サイズ、化学的性
質等類似している場合が多いため、必らずしも分離性は
よくない。又溶液/透過液間の浸透圧を無視できず、濃
縮限界が存在する。
通常の操作圧ではlO〜15%程度が限界となり、液体
混合物への逆浸透の適用は、特殊な場aを除いて現状で
は有用でない。
浸透気化法は膜の片面を分離さるべき液体混合物に接触
させ、他の一面を減圧とするか、キャリアガスと接触さ
せた系よりなる。
原理的にはこの系における成分の分離は成分液体の膜へ
の溶解度の差、膜内の拡11に速度の差に基IM゛1・
る・ しかし上述の分離過程からもわかるように、1ヒフ1シ
ζ′は、膜の材質、構成などに工夫が必要であり、現在
までに浸透気化法を実用した例はほとんどない。
これらの普遍的方法とは異なった膜分離法が最近発表さ
れた。その概要は第1図に示すような(I11成で、高
周波振動を利用して、エタノール水溶液から、エタノー
ルを分離することができるといわれている。
第1図について説明すると、]は分I!!11されるべ
きエタノール水溶液、2は炭酸カリウム又は乳酸カリウ
ム水溶液、3は透過したエタノール、4・は多孔芯テフ
ロン膜、5はテフロン膜の表面をラジカル化処理して導
電性をもたせたラジカル化テフロン膜、6はフッ化ビニ
リデン膜である。
第1図において、ラジカル化テフロン)莫5に電極7.
7′を通じて100−1000 IGIzの高周波電流
をかけて、フッ化ビニリデンj漢6の表面にマ・fクロ
波振動を起こさせ、このマイクロ波振動エネル1:によ
って会合したエタノール分子の中心に水を抱いた構造の
エタノール包接化合物と、その周囲の゛引ロン膜10を
経て透過液3として取出すといわパフtている。電極8
.9間には直流電圧を印加することによって透過を促進
することができるという。
しかしこの方法に関する具体的記載は見当らず、関連技
術と思われる特開昭58−95502〜95520号公
報にも実施例の記述はなく、jtlJ戊内容不明である
(発明の構成) 本発明は液体混合物の膜による分離において、液・膜界
1a1に容易に且つ効率よく高周波を印加する方法を提
供するものである。即らマイクロ波は波長が儂から飢の
オーダーとなるため、いわゆる電波としての性質を有し
、通常の電線によっては伝播し得す、又通常の電極によ
っては電場を印加できない。従ってこれを膜・液界面に
印加するためには、特殊な導波路を設け、印加型間の形
状、膜の配置をTl失しなければならない。本発明は導
波路と別個に設けた印加空間内で膜・’R1’R−1T
ii lこマイクロ波を印加しつ゛\膜分離を行なう方
ll;をJIJ fjl。
するものである。
以下第2図に示す本発明の一実施例につL’ −C1”
+’1明する。21はマイクロ波の伝播空間として働ら
ζ41体に囲まれた空間24はマイクロ波の発信機、9
1に・奮は導波管である。24で発信されたマイクロ波
1F月アンテナ22を経て、導波管内を進行し、開1コ
部27からマイク四波伝播空間21内に放射される。2
5は誘電体よりなる容器でマイクロ波伝播空間21の内
部に設置され、その内部には中空状のポリ四フッ化エチ
レン多孔膜チューブ26を配置する。分離すべき液体混
合物は貯槽51よりポンプ52によりボリパ四フッ化エ
チレン多孔)1カチユーブ26内を通って再び貯槽51
へと循環される。キャリヤーガスとして用いられる窒素
ガスは配管53を経て容器25内に送入され、ポリ四フ
ッ化エチレン多孔膜チューブ26の外面と接触しつ一進
行した後、コールドトラップ54へと導力・れる。ポリ
四フッ化エチレン多孔J1%チューブ2にを透過してく
る透過物はキャリヤーガスと共に容器25マイクロ波伝
播空間21の外部に運び出され、コールドトラップ54
においてキャリヤーガスから分離される。」二側では膜
としてポリ四フッ化エチレン多孔膜チューブを用いたが
マイクロ波帯域における誘電正接の小さい、即ち損失の
小さい材質から成る膜なら、ポリ四フッ化エチレンでな
くてもよく、特に誘電正接約300XlO−4以1;′
の拐料は膜44料として適している。
多孔体でない膜を使用する場合にはキーp リ−’(を
−ガスを用いる代りに減圧としてもよい。又キャリヤー
ガスは分離されるべき液体混合物の各成分と杷゛4ので
はない。
容器25及びH2aは誘電体より成るためマイクロ波を
ほとんど吸収しないが、液体混合物には吸収され、液体
成分を活性化する。従ってこの状態では、液体成分の活
性化の差異によって、特定酸液体中でのマイクロ波の吸
収による減衰のたd)、液・j漢界面附近での吸収が大
きく内部に自刃・うに従ってマイクロ波は減衰してゆく
。膜分離にJ。−1,zては実質的に分離に有効なのは
、液・膜界11iiのlltられた範囲であるから、」
二連のような構成で、液・膜界面で最大の吸収を示すと
し1うのはマイク111!/の利用効率の面で有利であ
る。
■l′11上述の説明よりわかるように、マイクロ波の
進行路上に薄い液・膜界面層を設けること(よマ・1ク
ロ波の利用効率を改善するうえに更に有効゛Cある。
これは例えば微細な径を有する中空糸状の11カを多数
本束状にして中空糸の内部又は外部の一方一二分離すべ
き液体を流し、他の部分にキャリー\・−力スを流した
り、或はこれを減圧とする方法、又は平面状の膜を層状
に積層し、膜の片面に液体を流し、他の片面にキャリヤ
ーガスを流したり、或1j減圧とすることにより実現で
きる。これらの例を以下に説明する。
第3図は第2図の容器25の内部を液体の進行]’j’
X’gtrJヶ。直角な面。概念的な断面図を示す。容
器、。
=1分は省略しである。このような構成において中空状
膜の内部に分離すべき液体を流し、外rNI I/こキ
ャリヤーガスを流すか又は減圧にする。又内部と外部と
を逆にしても工い。
第4図は両端を密封して袋状とした膜41をのり巻状に
して容器5内に配置したものの、断面図で膜の片面側の
空間42にキャリヤーガスを流すか減圧とし、他の面側
の空間43に分1’lll:すべき液体を流すものであ
る。この場合も、空間4・2と4・3とを逆に用いても
よい。
又図には示さないが、のり巻状にせず平面状のまま空間
を残しつ一積層し、交11.にキャリヤーガス又は減圧
の部分と液体を流す部分とを設けることもできる。
以下に拳法による液体分離の実施例を述べる。
実施例1゜ 第2図に示す構成の装置を用0、)1外として4L f
%Q、111 m、1%j厚0.5B、管径15111
M、Jkさ1lCrnuす)+4す四フッ化エチレン多
孔膜チューブをJll Ll、iJ!E 5)離液約4
・%エタノール水溶液を14・” lAn i nのi
’+ie +14で循環させ、窒素ガスをl ml/m
lHの流速でiMf、 L実施例2゜ 第2図に示す構成の装置を用I/)、容器25を453
図に示す構成で行なった。使用した容1よすL /ji
lj例1と同じで、膜として外径Q arm、Jl’a
 I’X O,5mrn、−H。
径1mm1−%さ19ctnのポリ四フ゛フ化エチレン
多イLI+かチューブ28本を束ね、膜内部&UPI!
L分部+(r+y−糸−」1、% エタノール水溶液を
14m1/rninの流速で1IiliL’Qさせ、窒
素ガスを1 ”l/m+n の流速で流したi、+74
4jを次表に示す。
(発明の効果) 本発明によれば従来の如き複4“1]、な1jか(1ケ
造は不要となり、既に技術的に実績のあるマイクロ波発
信機を用いて、液・膜界面近傍に効率よくマイクロ波を
供給できるので、高周波を用いた液体分離の効率を向コ
ニさせることができ、且つ操作性が向」二づ”j1栴
【図面の簡単な説明】
“”:’di i図は従来の液体混合物の11か分離法
を示す説明図、第2図は本発明の実施例を示す図、第:
3図は第2図の容器25の内部の液14・の進行方向に
直角な面の概念的な断面図、第・1・図は第2図の容器
25の内部に両端を密封して袋状どした)1かをのり巻
状に配置した断面図である。 1、エタノール水容液 2、炭酸カリウム又は乳酸カリウム水容液3、透過した
エタノール 41.多孔芯テフロン膜 5、ラジカル化テフロン膜 6、フッ化ビニリデン膜 7.7′、8.9電 極 10、テフロン膜 21、マイクロ波の伝播空間として働く導体に四」。 れた空間 22、アンテナ 23、導波管 24=、マイクロ波発信機 25、誘電体よりなる容器 26、ポリ四フッ化エチレン多孔膜チューブ27、開に
1部 51、貯 槽 5“)旧ポンプ 5孫1配 管 d、イコールトドラップ 8 ]、微細孔の中空状1漢 41、両側を密封して袋状とした膜 イ・2.膜の片面側の空間 43、他の両側の空間 特許出願人 工業技術院長 川111裕部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)液体混合物から高周波電磁場の存在下で膜を用い
    て前記液体成分を分離する方法において、マ、判の内部
    を高分子膜で区画し、該層の片面に分離[プ署べき液体
    混合物を接触させ、他の面には該層を透過してくる成分
    を誘導し捕捉するためのキャリヤーガス或は減圧の雰囲
    気を形成することを特徴とする液体の膜分離方法。
  2. (2)マイクロ波導波経路内の容器内を区画する高分子
    膜が複数の微細径中空糸状膜を集束した構造であること
    を特徴とする特許請求範囲第1項記載の液体の膜分離方
    法。
JP20578483A 1983-11-04 1983-11-04 液体の膜分離方法 Granted JPS6099313A (ja)

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JPH0341207B2 JPH0341207B2 (ja) 1991-06-21

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001340733A (ja) * 2000-06-02 2001-12-11 Nissan Chem Ind Ltd 高周波による膜透過制御方法及び有機分離膜の製膜方法
KR100722398B1 (ko) 2005-12-26 2007-05-28 주식회사 포스코 노심 온도 측정 장치
KR20170048150A (ko) 2015-10-26 2017-05-08 가부시키가이샤 니프코 그로밋

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